KR101302800B1 - 나권형 역삼투막 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일종의 나권형 역삼투막을 제공한다. 상수로망, 역삼투막시트, 주입수로망이 절첩되어 구성된 적어도 한 조의 정수막이 중심 생산수도관을 감아서 형성되고, 상기 역삼투막시트는 내표면에 절첩되어 형성된 주입수로를 거쳐, 외표면 간에 형성된 생산수로에 인접하며, 주입수로망은 주입수로 중에 위치하고, 상수로망은 생산수로 중에 위치하며, 생산수로는 중심 생산수도관을 향한 상수유출구만 구비한 채, 기타 세 측변은 밀봉하고, 만곡부와 인접한 주입수로의 양측변은 중심 생산수도관과 멀리 떨어진 부분구역을 밀봉하고, 중심 생산수도관에 근접한 양측변에 각각 소구역 원수유입구를 형성하며, 만곡부에 대응하는 주입수로의 측변에 고염수유출구를 형성한다. 개선작업을 거쳐, 본 발명의 역삼투막은 막표면의 유속을 증가시키고, 막표면의 농도분극 현상을 감소시키며, 나권형 역삼투막의 오염농도를 저하시켜, 역삼투막의 사용수명을 연장시킨다.

Description

나권형 역삼투막{A spiral wound reverse osmosis membrane element}

본 발명은 정수처리 기술에 관한 것으로서, 특히 물에 포함되어 있는 모레, 진흙, 교질, 미생물, 병균, 유기물과 무기염 등의 오염물질을 제거하는 역삼투막에 관한 것으로서, 특히 일종의 나권형 역삼투막에 관한 것이다.

종래의 나권형 역삼투막은, 상수로망, 역삼투막시트, 주입수로망이 절첩되어 구성된 정수막이 중심 생산수도관을 감아서 형성된다.

상기 주입수로망은 역삼투막시트가 절첩된 뒤 내표면 간에 구성된 주입수로 중에 위치하고, 상기 상수로망은 역삼투막시트가 절첩된 뒤 외표면 간에 구성된 생산수로 중에 위치한다.

이러한 나권형 역삼투막은 생산수로의 단면 양측변과 중심 생산수도관과 멀리 떨어진 일측변을 접착제로 접합하여, 생산수로가 중심 생산수도관을 향한 입구를 구비하도록 한다.

정수막은 중심 생산수도관을 감은 뒤, 전체 외표면을 점착테이프로 밀봉하여 포장한다.

이러한 구조의 나권형 역삼투막은, 막 일단면에서 주입수로로 유입되어, 일부분의 물이 역삼투막시트를 거쳐 여과되어 상수도를 형성하고 상수로망을 따라 중심 생산수도관내에 유입되며, 여과되지 않고 남아서 형성된 고염수는 주입수로의 주입수로망을 따라 막의 타단면으로 유출된다.

이러한 역삼투막의 주입방향과 고염수 배출방향은 일치하지만, 수로가 넓고 짧아서, 수로의 주입속도는 비교적 느리고, 막표면에 농도분극 현상이 쉽게 생성되어, 막의 오염을 초래하며, 탈염율과 물생산율을 감소시켜, 막의 수명을 단축시킨다.

본 발명의 목적은 상기한 기술적 문제를 해결하기 위해 일종의 나권형 역삼투막을 제공하는 것이고, 이는 종래의 나권형 역삼투막의 막표면에 쉽게 생성되는 농도분극 현상을 감소시키고, 역삼투막의 오염문제를 극복하며, 역삼투막의 사용수명을 연장시키기 위한 것이다.

상기 기술문제를 해결하기 위해, 본 발명은 다음과 같은 기술방안을 제시한다.

본 발명은 상수로망, 역삼투막시트, 주입수로망이 절첩되어 형성된 적어도 한 조의 정수막이 중심 생산수도관을 감아서 형성되고, 상기 역삼투막시트는 내표면에 절첩되어 형성된 주입수로를 거쳐, 외표면 간에 형성된 생산수로에 인접하며, 주입수로망은 주입수로 중에 위치하고, 상수로망은 생산수로 중에 위치하며, 생산수로는 중심 생산수도관을 향한 상수유출구만 구비한 채, 기타 세 측변은 밀봉되어 있는 일종의 나권형 역삼투막을 제공하고, 만곡부에 인접한 주입수로의 양측변은 중심 생산수도관과 멀리 떨어진 부분구역을 밀봉하고, 중심 생산수도관에 근접한 양측변에 각각 소구역 원수유입구를 형성하며, 만곡부에 대응하는 주입수로의 측변에 고염수유출구를 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 구체적인 실시예 중, 만곡부에 인접한 주입수로 양측변의 중심 생산수도관과 멀리 떨어진 부분구역의 밀봉은, 정수막이 중심 생산수도관을 감기 전에, 접착제로 중심 생산수도관과 멀리 떨어진 부분구역을 접합하여 이루어진 것이다.

만곡부와 인접한 주입수로 양측변의 부분밀봉은, 또한 정수막이 중심 생산수도관을 감은 뒤에 환형 마개를 이용하여 상기 나권형 역삼투막의 양단면 외부구역을 밀봉하고, 중심 생산수도관과 환형 마개 간에 간격을 형성하여 이루어질 수 있다.

상기 원수유입구의 길이는 만곡부에 인접한 주입수로의 양측변 길이의 1/4~1/3이다.

본 발명의 우선적인 실시예 중, 상기 정수막은 두 개의 조로 되어 있다.

상기 기술방안에 의하면, 만곡부에 인접한 주입수로의 양측변은 중심 생산수도관과 멀리 떨어진 부분구역을 밀봉하고, 중심 생산수도관에 근접한 양측변에 각각 소구역 원수유입구를 형성하며, 만곡부에 대응하는 주입수로의 측변에 고염수유출구를 형성한다.

이러한 구조의 역삼투막은, 막의 단면 양측의 주입수로 원수유입구에서 주입수로 중으로 진입하고, 일부분의 물은 역삼투막 여과를 거쳐 상수도가 되어 생산수로 중으로 진입하며, 상수로망을 따라 중심 생산수도관으로 진입하여 상수도를 형성하고, 여과되지 않고 형성된 나머지 고염수는 주입수로에서 주입수로망을 따라 만곡부에 대응하는 주입수로의 고염수유출구로 배출된다.

또한 정수막이 감는 방향을 따라 막의 측방향 원주표면에서 배출되고, 종래기술의 나권형 역삼투막과는 달리, 원수는 나권형 역삼투막의 일단면에서 유입되고, 고염수는 막의 타단면으로 유출된다.

이러한 개선방식을 통해, 본 발명 역삼투막은 막표면의 유속을 증가시키고, 막표면의 농도분극 현상을 감소시키며, 나권형 막의 오염속도를 저하시켜, 막의 사용수명을 연장시킨다.

본 발명의 한 단계 더 나아간 개선책으로, 나권형 역삼투막은 원수유입구의 주입 사각지대를 제거하고, 원수유입구의 침전물 결정으로 수질에 영향을 미치지 않도록, 원수유입구 중에 주입관이 설치되어 있고, 상기 주입관에는 고염수유출구를 향한 다수의 미세구멍이 구비되어 있다.

본 발명의 우선적인 실시예 중, 상기 주입관의 분사구와 만곡부에 인접하는 상기 주입수로의 측변은 나란하다. 이러한 구조로 인해 물의 주입이 더욱 순조롭다.

본 발명의 구체적인 실시예 중, 상기 역삼투막시트는 절첩되어 형성된 두 층의 주입수로와 생산수로를 거치고, 상기 주입수로 각 층의 양단은 모두 원수유입구를 구비하며, 상기 각 원수유입구 중에는 주입관이 균일하게 설치되어 있다.

첨부도면과 본 발명의 구체적인 실시방식을 결합하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 실시예 1의 나권형 역삼투막의 감기 전 펼쳐진 구조의 설명도.
도 2는 실시예 1의 나권형 역삼투막의 감은 뒤의 설명도.
도 3은 실시예 2 중 주입수로를 밀봉하고 형성된 원수유입구의 구조를 보여주는 또 다른 설명도.
도 4는 실시예 3의 나권형 역삼투막의 구조 설명도.

실시예 1

도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 나권형 역삼투막(10)은, 상수로망(100), 역삼투막시트(200), 주입수로망(300)이 절첩되어 구성된 두 조의 정수막(11)(본 구체적인 실시예에서는 두 조로 구성되어 있다)이 중심 생산수도관(400)을 감아서 형성된다.

상기 역삼투막시트(200)는 내표면에 절첩되어 형성된 주입수로(210)를 거쳐, 외표면 간에 형성된 생산수로(220)에 인접하게 형성된다(저층 정수막조의 역삼투막시트 하측 외표면과 상층 정수막조의 역삼투막시트 상측 외표면은 감은 뒤에도 생산수로를 형성한다).

상기 주입수로망(300)은 주입수로(210) 중에 위치하고, 상수로망(100)은 생산수로(220) 중에 위치하며, 생산수로(220)는 중심 생산수도관(400)을 향한 상수유출구(221)만 구비한 채, 기타 세 측변(212,213,214)은 접착제(500)를 이용하여 밀봉한다.

만곡부(211)에 인접한 주입수로(210)의 양측변(212,213)은 중심 생산수도관(400)과 멀리 떨어진 부분구역을 밀봉하고, 중심 생산수도관(400)에 근접한 양측변(212,213)에 각각 소구역 원수유입구(214)를 형성하며, 만곡부(211)에 대응하는 주입수로(210)의 측변에 고염수유출구(215)를 형성한다.

상기 만곡부(211)에 인접한 주입수로(210) 양측변(212,213)의 중심 생산수도관(400)과 멀리 떨어진 부분구역은 밀봉되고, 밀봉방식은 도 1에 도시된 바와 같이, 정수막(11)이 중심 생산수도관(400)을 감기 전에, 접착제(500)로 중심 생산수도관(400)과 멀리 떨어진 부분구역을 밀봉하고, 중심 생산수도관(400)에 근접한 곳에 소구역 입구를 남겨, 원수유입구(214)를 형성한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 정수막(11)이 중심 생산수도관(400)을 감은 뒤, 환형 마개(600)(접착제가 도포되어 있음)로 나권형 역삼투막의 양단면(12,13) 외부구역을 밀봉하고, 중심 생산수도관(400)과 환형 마개(600) 간에 간격을 형성하여 원수유입구(214)를 형성한다.

V=Q/(L1×T))이므로 (여기서, V는 유속이고, Q는 주입량이며, L1은 주입수로의 길이로, 곧 원수유입구(214)의 길이이고, T는 수로의 두께이다), 주입량 Q가 일정하고 L1이 감소할 때 주입속도가 증가되어 막표면의 유속이 증가한다.

이 실험으로 주입수로의 길이 L1(즉, 원수유입구(214)의 길이)이 만곡부에 인접한 양측변 길이(막시트 길이)의 1/4~1/3일 때 최적임을 알 수 있다.

상기 기술방안에 의하면, 만곡부(211)에 인접한 주입수로(210)의 양측변(212,213)은 중심 생산수도관(400)과 멀리 떨어진 부분구역을 밀봉하고, 중심 생산수도관(400)에 근접한 양측변(212,213)에 각각 소구역 원수유입구(214)를 형성하며, 만곡부(211)에 대응하는 주입수로(210)의 측변에 고염수유출구(215)를 형성한다.

도 2에 도시된 이러한 구조의 나권형 역삼투막은, 막의 단면(12,13) 양측 주입수로(210)의 원수유입구(214)에서 주입수로(210)로 진입하여, 일부분의 물이 역삼투막시트(200)을 거쳐 여과되어 형성된 상수도가 생산수로(220)에 진입하고, 상수로망(100)을 따라 중심 생산수도관(400)으로 진입하며, 여과되지 않고 형성된 나머지 고염수는 주입수로(210)에서 주입수로망(300)을 따라 만곡부에 대응하는 주입수로(210)의 고염수유출구(215)로 배출된다.

또한 정수막(11)의 감는 방향을 따라 나권형 역삼투막(10)의 측방향 원주표면에서 배출되며, 종래기술의 나권형 역삼투막과는 달리, 원수가 나권형 역삼투막의 일단면에서 유입되며, 고염수가 막의 타단면으로 유출된다.

실시예 2

도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시예가 실시예 1과 다른 점은, 만곡부(211)에 인접한 주입수로(210) 양측변(212,213)의 중심 생산수도관(400)과 멀리 떨어진 부분구역의 밀봉방식이 다르다는 점에 있다.

본 실시예에서 정수막(11)이 중심 생산수도관(400)을 감은 뒤 환형 마개(600)(접착제가 도포되어 있음)로 나권형 역삼투막의 양단면(12,13) 외부구역을 밀봉하고, 중심 생산수도관(400)과 환형 마개(600) 간에 간격을 형성하여 원수유입구(214)를 형성한다.

기타 구조는 실시예 1과 같고, 이러한 밀봉방식의 장점은 더욱 쉽게 역삼투막과 조립할 수 있다는 점이다.

실시예 3

도 4에 도시한 바와 같이, 본 실시예가 실시예 1 및 실시예 2와 다른 점은, 나권형 역삼투막이 원수유입구(214)의 주입 사각지대를 제거하고, 원수유입구(214)의 침전물 결정으로 수질에 영향을 미치는 것을 방지하기 위해, 원수유입구(214) 중에 주입관(800)을 설치하였다는 점에 있다.

상기 주입관(800)은 막의 일단인 원수유입구(214)에서부터 막 타단의 원수유입구(214)까지 확장되어 있으며, 주입관(800)에는 고염수유출구(215) 방향으로 다수의 미세구멍(도면에 도시되어 있지 않음)이 구비되어 있다.

이러한 개선방식을 통해, 물은 먼저 주입관(800)으로 주입된 뒤, 주입관(800)의 미세구멍에서 고염수유출구(215) 방향으로 분사되어 주입수로(300)로 진입하고, 균일하게 주입되어, 주입 사각지대에 남지 않아 침전물 결정을 방지할 수 있다.

본 실시예에서, 역삼투막시트(200)는 절첩되어 형성된 두 층의 주입수로(210)와 생산수로(220)를 거치고, 상기 주입수로(210) 각 층의 양단은 모두 원수유입구(214)와 고염수유출구(215)를 구비하며, 각 원수유입구(214) 중에는 주입관(800)이 균일하게 설치되어 있고, 주입관(800)의 분사구와 주입수로(210)의 측변(212,213)은 나란하다. 이러한 구조로 인해 물 주입이 더욱 순조롭다.

이와 같이 본 발명에 따른 나권형 역삼투막에 대한 자세한 설명을 통해 알 수 있듯이, 이러한 개선방식을 통해, 본 발명의 역삼투막은 막표면의 유속을 증가시켜, 막표면의 농도분극 현상을 감소시키고, 나권형 역삼투막의 오염속도를 저하시켜, 막의 사용수명을 연장시킨다.

그러나, 상기 구체적인 실시방식은 설명의 예시일 뿐이고, 이는 본 영역의 기줄자들로 하여금 본 발명을 더욱 쉽게 이해시키고 실시하도록 하기 위함이며, 본 특허정신 또는 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 변경 또는 윤색할 수 있고, 본 발명이 제시하는 특허정신 아래에서 동일한 효과로 변경 또는 설계를 완성할 수 있으며, 이하 서술하고 있는 특허 청구범위 내에 포함되어야 한다.

10 : 역삼투막 11 : 정수막
100 : 상수로망 200 : 역삼투막시트
210 : 주입수로 211 : 만곡부
212,213 : 측변 214 : 측변, 원수유입구
215 : 고염수유출구 220 : 생산수로
221 : 상수유출구 300 : 주입수로망
400 : 중심 생산수도관 500 : 접착제
600 : 환형 마개 800 : 주입관

Claims (8)

1. 상수로망, 역삼투막시트, 주입수로망이 절첩되어 형성된 적어도 한 조의 정수막이 중심 생산수도관을 감아서 형성되고, 상기 역삼투막시트는 내표면에 절첩되어 형성된 주입수로를 거쳐, 외표면 간에 형성된 생산수로에 인접하며, 주입수로망은 주입수로 중에 위치하고, 상수로망은 생산수로 중에 위치하며, 생산수로는 중심 생산수도관을 향한 상수유출구만 구비한 채, 기타 세 측변은 밀봉하고, 만곡부에 인접한 주입수로의 양측변은 중심 생산수도관과 멀리 떨어진 부분구역을 밀봉하고, 중심 생산수도관에 근접한 양측변에 각각 소구역 원수유입구를 형성하며, 만곡부에 대응하는 주입수로의 측변에 고염수유출구를 형성하는 것을 특징으로 하는 나권형 역삼투막.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 만곡부에 인접한 상기 주입수로 양측변의 중심 생산수도관과 멀리 떨어진 부분구역의 밀봉은, 정수막이 중심 생산수도관을 감기 전에, 접착제로 중심 생산수도관과 멀리 떨어진 부분구역을 접합하여 이루어진 것을 특징으로 하는 나권형 역삼투막.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 만곡부에 인접한 상기 주입수로의 양측변의 부분밀봉은, 정수막이 중심 생산수도관을 감은 뒤 환형 마개를 이용하여 상기 나권형 역삼투막의 양단면 외부구역을 밀봉하고, 중심 생산수도관과 환형 마개 간에 간격을 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 나권형 역삼투막.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 원수유입구의 길이는 만곡부에 인접한 주입수로의 양측변 길이의 1/4~1/3인 것을 특징으로 하는 나권형 역삼투막.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 정수막은 중심 생산수도관을 감는 것을 특징으로 하는 나권형 역삼투막.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 원수유입구 중에는 주입관이 설치되어 있고, 주입관에는 고염수유출구를 향한 다수의 미세구멍이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 나권형 역삼투막.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 주입관의 분사구는 만곡부에 인접한 주입수로의 측변과 나란한 것을 특징으로 하는 나권형 역삼투막.
   
8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
   상기 역삼투막은 절첩되어 형성된 두 층의 주입수로와 생산수로를 거치고, 상기 각 층 주입수로의 양단은 모두 원수유입구를 구비하며, 상기 각 원수유입구 중에는 균일하게 주입관이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 나권형 역삼투막.

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